EP0064201B1 - Verfahren zum Entzerren eines Datensignales - Google Patents

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EP0064201B1
EP0064201B1 EP82103241A EP82103241A EP0064201B1 EP 0064201 B1 EP0064201 B1 EP 0064201B1 EP 82103241 A EP82103241 A EP 82103241A EP 82103241 A EP82103241 A EP 82103241A EP 0064201 B1 EP0064201 B1 EP 0064201B1
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EP
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filter
gradient
stored
switch
signal
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Application number
EP82103241A
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EP0064201A1 (de
Inventor
Joachim Dr. Speidel
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Felten and Guilleaume Fernmeldeanlagen GmbH
Original Assignee
Felten and Guilleaume Fernmeldeanlagen GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
    • H04L25/03012—Arrangements for removing intersymbol interference operating in the time domain
    • H04L25/03019—Arrangements for removing intersymbol interference operating in the time domain adaptive, i.e. capable of adjustment during data reception
    • H04L25/03057—Arrangements for removing intersymbol interference operating in the time domain adaptive, i.e. capable of adjustment during data reception with a recursive structure

Definitions

  • the invention relates to a method for equalizing a sampled, noisy data signal according to the preamble of claim 1.
  • the sampled, noisy data signal is fed to the filter device.
  • the filter contains a recursive and a non-recursive part.
  • the filter coefficients are set iteratively using the gradient method with a constant step factor. For this purpose, for example, the filter output signal and a reference signal are fed to an adding point. The difference between the reference signal and the filter output signal, i. H. the equalization error, formed and the smallest mean square of error is determined.
  • Automatic equalization occurs if an agreed signal (preamble) is sent before the actual data transmission. A pseudo-random text or individual impulses can be used for this.
  • the reference signal can be obtained by estimating (i.e. deciding) the equalizer output signal (estimated reference signal) or generated on the receiving side (ideal reference signal). With the adaptive setting of the Ertzerrer no preamble is sent, but the reference signal is estimated.
  • the disadvantage of such a circuit arrangement is the choice of a constant step factor in the iterative setting of the filter coefficients using the gradient method.
  • a constant step factor for the constantly selected step factor, only inaccurate information is possible in advance, since this is generally strongly dependent on the channel characteristics. If this is chosen to be sufficiently small, the convergence of the filter arrangement is ensured, but the minimum of the equalization error is only approximated very slowly. If the constant step factor is chosen too large, the equalizer setting will diverge. The equalization error deviates greatly from the minimum and the equalization achieved is insufficient.
  • a linear recursive equalizer which is formed by the chain connection of the filters B (z) and 1 / A (z) outlined in dashed lines (see FIG. 3a, page G7.3) .
  • 1 / A (z) denotes the recursive part and the decision maker lies outside the chain of the linear recursive equalizer and in chain with it.
  • a filter A (z) is required, which is required in addition to the linear recursive equalizer.
  • a switch switch between adaptive mode and automatic mode is provided between the decision maker and the filter A (z).
  • the equalizer When the equalizer is set automatically, a special signal known to the receiver is sent before the actual data (preamble) and the switch is in the automatic mode position.
  • the output signal of the decision-maker can also be used as a reference signal and the changeover switch is in the adaptive mode position.
  • the linear recursive equalizer with the filters B (z) and 1 / A (z) remains unaffected.
  • the object of the invention is therefore to provide a method such that the iterative approximation to the minimum of the equalization error can be carried out within a short time.
  • the gradient coefficients are calculated and stored according to the gradient method at the beginning of an iteration interval for the time in which the switch is in the one position.
  • the switch is then moved to the other position and the stored gradient coefficients are fed to the device for setting the filter coefficients.
  • a variable step factor is derived and stored from the auxiliary signal and from the stored gradient coefficients. The variable, stored step factor and the stored gradient coefficients determine the optimal setting for each filter coefficient during an iteration interval.
  • the filter arrangement can be used in multiplex mode.
  • minimization of the average equalization error amount or other criteria such as B. form a controlled variable using a pure sign correlation can be used.
  • the filter arrangement can e.g. B. can be realized by multiplexing a fast, digital multiplier together with memories and adders.
  • Fig. 1 shows the structure of an automatic and adaptive, decision feedback equalizer, as it is known for example from the literature mentioned pages 16-18 to 16-24, 1970 International Conference on Communications.
  • a noise signal s is additively superimposed on a data signal d transmitted via a connecting line and with a data transmission device.
  • the data transmission system can be described by a discrete-time model that is to be detected in terms of block circuitry by a device DV and that the connecting line and the data terminal device, such as A sampled, noisy data signal X n is fed to an adaptive, digital filter Fi.
  • At the output of the filter Fi there is a filter output signal y n which is fed to a decision maker D and an adder
  • Ae n Filter Fi generally contains a recursive part (not shown in FIG. 1) and a non-recursive part, the filter coefficients of which are set iteratively by the gradient method with a constant step factor or by another method.
  • actuating signals for iteratively changing the filter coefficients a k , b k are determined in a device designated MGr.
  • a value referred to as equalization error e n is used, which is formed from the difference between the filter output signal Y n and a reference signal r n .
  • the equalizer When the equalizer is set automatically, a special signal known to the receiver is sent before the actual data (preamble).
  • the reference signal r n can be generated on the receiving side with a generator G and a switch S 2 is in a position 2.
  • the output signal ⁇ n of the decision maker D can also be used as the reference signal r n . Switch S 2 is then in position 1.
  • a coefficient vector K the components of which are the filter coefficients a k and b k to be set, can be determined according to the following equation:
  • I denotes the iteration interval, ⁇ I the gradient vector and a (i - 1) the constant or variable step factor.
  • the method according to the invention for reducing the number of iteration intervals i for calculating the minimum of the quadratic equalization error I consists in that the coefficient vector K (i) is determined by a variable step factor a (i-1).
  • FIG. 2 shows the structure of an automatic and adaptive decision feedback equalizer for a preferred exemplary embodiment, the iterative setting of the filter coefficients a and b k being carried out according to the gradient method with a variable step factor a.
  • the circuit arrangement shown in FIG. 2 is currently in the state of the iteration interval (i-1).
  • the filter Fi contains a non-recursive and a recursive part, each with an arrangement Ma ; and Mb k for setting the filter coefficients a j and b k .
  • the sampled, used data signal x n is supplied to a number of delay elements Vz connected in chain.
  • the delay elements Vz are each connected to the devices Mb for setting the filter coefficients b.
  • the indexing in parentheses means the iteration interval z. B. (i - 1), while the lower index indicates which of the N + 1 and M filter coefficients b and a are calculated.
  • the calculated step factor a (i - 1) is in the spa memory.
  • the gradient coefficient g k (i-1) is linked to the stored, variable step factor a and fed to an adding point Ab k .
  • the difference is formed from the filter coefficient b k (i-1) and a correction value, the multiplier output signal, and this is fed to the device Mb k for setting the filter coefficient b k after passing through a delay element LVz.
  • the equalization error e ⁇ is linked to the decided equalizer output signal ⁇ n ⁇ j in order to set the filter coefficients a i .
  • the gradient coefficients are denoted by g j .
  • FIG. 2 contains the switch S 2 , which has already been described with reference to FIG. 1.
  • a switch S1 is provided according to the invention in FIG. 2 between the decision maker D and a chain of delay elements Vz in the recursive part of the filter Fi. If switch S1 is in switch position 1, the equalization error e n is calculated using the following equation:
  • the mean square error I is a function of the coefficient vector K, which in turn is a function of the variable step factor a. It can be shown that the following equation applies to the variable step factor ⁇ :
  • the denominator of the above equation (6) by replacing (ie switching the switch S1) the filter output signal y with an auxiliary signal w n , which occurs in the switch position 2 of the n switch S1 at the output of the filter Fi, and can be calculated using the same structure for the equalizer.
  • the filter coefficients b k and a j in the equalizer structure must be replaced by the gradient coefficients g k and g j . If the switch S1 is in position 2, the variable step factor according to the equation: calculated.
  • the associated circuit arrangement can be seen in FIG. 3.
  • the reference signal r n, the sampled, noisy data signal x n and the gradient coefficients G k and g j are read out from the associated storage devices Spr, Spx, Spg and Spg.
  • the counter of the variable step factor a is determined according to equation (7) in that the stored gradient coefficients g j and G k are squared in each case and that the sum is formed from these squared coefficients.
  • the inverse denominator of the step factor a is determined according to (7) by squaring the auxiliary signal W n , adding it up during a number of clock periods and inverting the sum. As indicated in Fig. 3, a switch S4 is closed after the sum of the squared auxiliary signals W n .
  • the digital filter Fi is framed in dashed lines in FIG. 3.
  • the step factor ⁇ (i-1) thus calculated is stored and, as already explained for FIG. 2, is used to calculate the filter coefficients a j , b k during the iteration interval (i-1).

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entzerren eines abgetasteten, verrauschten Datensignales gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Bei der Übertragung von elektrischen Signalen, die zur Übermittlung von Information, z. B. von Daten, verwendet werden, tritt zwischen aufeinanderfolgenden Symbolen eine Überlagerungsstörung auf. Zur Entzerrung der Symbole werden getaktete Systeme verwendet, wobei die Entzerrung im Zeitbereich durchgeführt wird. Die meisten herkömmlichen, automatischen und adaptiven Entzerrer sind entscheidungsrückgekoppelt oder sind Transversalfilter, wobei Effekte von Änderungen der Entzerrer- Übertragungsfunktion überwacht und ausgewertet werden. Diese Änderungen in der Übertragungsfunktion werden erzeugt, um so die bestmöglichen Ausgangssignale zu erhalten.
  • Bei einem automatischen und adaptiven, entscheidungsrückgekoppelten Entzerrer, wie dieser beispielsweise aus 1970 International Conference on Communications 8-10. Juni 1970, Seiten 16-18 bis 16-24 bekannt ist, wird das abgetastete, verrauschte Datensignal der Filtereinrichtung zugeführt. Das Filter enthält einen rekursiven und einen nichtrekursiven Teil. Die Filterkoeffizienten werden iterativ nach dem Gradientenverfahren mit einem konstanten Schrittfaktor eingestellt. Dazu werden beispielsweise das Filterausgangssignal und ein Referenzsignal einer Addierstelle zugeführt. Zwischen dem Referenzsignal und dem Filterausgangssignal wird die Differenz, d. h. der Entzerrungsfehler, gebildet und das kleinste mittlere Fehlerquadrat bestimmt. Eine automatische Entzerrung liegt vor, wenn vor der eigentlichen Datenübertragung ein vereinbartes Signal (Präambel) gesendert wird. Dazu können ein Pseudozufallstext oder einzelne Impulse verwendet werden. Das Referenzsignal kann durch Schätzung (d. h. Entscheidung) des Entzerrer-Ausgangssignales gewonnen (geschätztes Referenzsignal) oder auf der Empfangsseite erzeugt werden (ideales Referenzsignal). Bei der adaptiven Einstellung des Ertzerrers wird keine Präambel gesendet, sondern das Referenzsignal wird geschätzt.
  • Als Nachteil erweist sich bei einer solchen Schaltungsanordnung die Wahl eines konstanten Schrittfaktors bei der iterativen Einstellung der Filterkoeffiziente mit dem Gradientenverfahren. Für den konstant gewählten Schrittfaktor sind im voraus nur ungenaue Angaben möglich, da dieser im allgemeinen stark von der Kanalcharakteristik abhängig ist. Wird dieser hinreichend klein gewählt, so ist die Konvergenz der Filteranordnung zwar gesichert, aber das Minimum des Entzerrungsfehlers wird nur sehr langsam angenähert. Wird der konstante Schrittfaktor zu groß gewählt, dann divergiert die Entzerrereinstellung. Der Entzerrungsfehler weicht dabei stark vom Minimum ab und die erzielte Entzerrung ist unzureichend.
  • Aus 1980 International Zürich Seminar On Digital Communications, IEEE, Kat. Nr. 80CH1521-4 COM, 4.-6. März 1980, Seite G7.1 bis G7.6 ist ein linearer rekursiver Entzerrer bekannt, welcher durch die Kettenschaltung der gestrichelt umrandeten Filter B(z) und 1/A(z) gebildet wird (siehe Fig. 3a, Seite G7.3). Mit 1/A(z) wird der rekursive Teil bezeichnet und der Entscheider (decision) liegt außerhalb des linearen rekursiven Entzerrers und in Kette mit diesem. Zur Berechnung der Gradienten-Komponenten wird ein Filter A(z) benötigt, welches zusätzlich zum linearen rekursiven Entzerrer erforderlich ist. Zwischen Entscheider (decision) und dem Filter A(z) ist ein Umschalter (Umschaltung zwischen adaptive mode und automatic mode vorgesehen). Bei der automatischen Einstellung des Entzerrers wird vor den eigentlichen Daten ein spezielles, dem Empfänger bekanntes Signal gesendet (Präambel) und der Umschalter befindet sich in der Stellung automatic mode. Weiterhin kann als Referenzsignal auch das Ausgangssignal des Entscheiders verwendet werden und der Umschalter befindet sich in der Stellung adaptive mode.
  • Zur Einstellung der Gradienten-Komponenten wird das Filter A(z) benötigt, welches einen Schalter, welcher mit ao=1 bezeichnet ist und von seiner Funktion her die Wirkung eines « Aus-Ein-Schalters hat. Ist der Schalter ao geschlossen (in Fig. 3a dargestellt), so werden mittels des Referenzsignals r, die Gradienten-Komponenten berechnet. Der lineare rekursive Entzerrer mit den Filtern B(z) und 1/A(z) bleibt davon unberührt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren derart anzugeben, daß die iterative Annäherung an das Minimum des Entzerrungsfehlers innerhalb kurzer Zeit durchführbar ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausbildungsform der Erfindung werden zu Beginn eines Iterationsintervalls für die Zeit, in der sich der Schalter in der einen Stellung befindet, die Gradientenkoeffizienten nach dem Gradientenverfahren berechnet und abgespeichert. Danach wird der Schalter in die andere Stellung gebracht und die gespeicherten Gradientenkoeffizienten werden der Einrichtung zur Einstellung der Filterkoeffizienten zugeführt. Aus dem Hilfssignal und aus den gespeicherten Gradientenkoeffizienten wird ein variabler Schrittfaktor abgeleitet und gespeichert. Mit dem variablen, gespeicherten Schrittfaktor und den gespeicherten Gradientenkoeffizienten wird für jeden Filterkoeffizienten dessen optimale Einstellung während eines Iterationsintervalls ermittelt.
  • Dieses Verfahren bringt den Vorteil mit sich, daß die Zahl der benötigten Iterationsintervalle zur Annäherung an das Minimum des Entzerrungsfehlers verkleinert werden kann. Bei der Berechnung des variablen Schrittfaktors kann die Filteranordnung im Multiplexbetrieb verwendet werden. Zur Minimierung des Entzerrungsfehlers kann neben dem Verfahren der Minimierung des mittleren quadratischen Entzerrungsfehlers, Minimierung des mittleren Entzerrungsfehlerbetrages oder andere Kriterien, wie z. B. bilden einer Regelgröße unter Verwendung einer reinen Vorzeichenkorrelation, verwendet werden. Die Filteranordnung kann z. B. durch Multiplexbetrieb eines schnellen, digitalen Multiplizierers zusammen mit Speichern und Addierern verwirklicht werden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigt
    • Figur 1 das Blockschaltbild eines Übertragungssystems mit einem automatischen und adaptiven, entscheidungsrückgekoppelten Entzerrer,
    • Figur 2 ein Ausführungsbeispiel zur Berechnung der Filterkoeffizienten nach dem Gradientenverfahren mit variablen Schrittfaktor,
    • Figur 3 einen möglichen Aufbau einer Schaltungsanordnung zur Berechnung des variablen Schrittfaktors und
    • Figur 4 den Verlauf des quadratischen Entzerrungsfehlers, aufgetragen über der Zahl der Iterationsintervalle.
  • Fig. 1 zeigt den Aufbau eines automatischen und adaptiven, entscheidungsrückgekoppelten Entzerrers, wie dieser beispielsweise aus der bereits erwähnten Literatur stelle Seiten 16-18 bis 16-24, 1970 International Conference on Communications bekannt ist. Einem über eine Verbindungsleitung und mit einer Datenübertragungseinrichtung übertragenen Datensignal d, ist ein Rauschsignal s" additiv überlagert. Das Datenübertragungssystem ist beschreibbar durch ein zeitdiskretes Modell das blockschaltmäßig durch eine Einrichtung DV erfaßt werden soll und das die Verbindungsleitung und die Datenendeinrichtung, wie z. B. Modulatoren, Demodulatoren und Filter, enthält. Ein abgetastetes, verrauschtes Datensignal Xn wird einem adaptiven, digitalen Filter Fi zugeführt. Am Ausgang des Filters Fi stellt sich ein Filterausgangssignal yn ein, welches einem Entscheider D und einem Addierglied Aen zugeführt wird. Das Filter Fi enthält im allgemeinen einen rekursiven (in Fig.1 nicht dargestellt) und einen nichtrekursiven Teil, deren Filterkoeffizienten iterativ nach dem Gradientenverfahren mit einem konstanten Schrittfaktor oder nach einem anderen Verfahren eingestellt werden.
  • Hierzu werden in einer mit MGr bezeichneten Einrichtung Stellsignale zur iterativen Änderung der Filterkoeffizienten ak, bk ermittelt. Dabei wird ein als Entzerrugnsfehler en bezeichneter Wert verwendet, der aus der Differenz des Filterausgangssignals Yn und eines Referenzsignals rn gebildet wird.
  • Bei der automatischen Einstellung des Entzerrers wird vor den eigentlichen Daten ein spezielles, dem Empfänger bekanntes Signal gesendet (Präambel). Das Referenzsignal rn kann in diesem Fall auf der Empfangsseite mit einem Generator G erzeugt werden und ein Schalter S2 befindet sich in einer Stellung 2. Man kann als Referenzsignal rn aber auch das Ausgangssignal ŷn des Entscheiders D verwenden. Der Schalter S2 befindet sich dann in der Stellung 1.
  • Bei der adaptiven Einstellung des Entzerrers wird keine Präambel gesendet. Das Referenzsignal r, wird durch ŷn gebildet und der Schalter S2 befindet sich in der Stellung 1. Für die Minimierung des mittleren, quadratischen Fehlers I gelten folgende Gleichungen :
    Figure imgb0001
    Figure imgb0002
  • Für die iterative Berechnung der Filterkoeffizienten nach dem Gradientenverfahren kann ein koeffizientenvektor K, dessen Komponenten die einzustellenden Filterkoeffizienten ak und bk sind, nach folgender Gleichung bestimmt werden :
    Figure imgb0003
  • Mit i ist das Iterationsintervall, mit ∇ I der Gradientenvektor und mit a(i - 1) der konstante oder variable Schrittfaktor bezeichnet.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Verringerung der Zahl der Iterationsintervalle i zur Berechnung des Minimums des quadratischen Entzerrungsfehlers I besteht darin, daß der Koeffizientenvektor K(i) von einem variablen Schrittfaktor a(i - 1) bestimmt wird.
  • Fig. 2 zeigt für ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel die Struktur eines automatischen und adaptiven, entscheidungsrückgekoppelten Entzerrers, wobei die iterative Einstellung der Filterkoeffizienten a und bk nach dem Gradientenverfahren mit variablen Schrittfaktor a durchgeführt wird. Die in Fig. 2 gezeichnete Schaltungsanordnung befindet sich momentan im Zustand des Iterationsintervalls (i - 1). Das Filter Fi enthält einen nichtrekursiven und einen rekursiven Teil mit jeweils einer Anordnung Ma; und Mbk zur Einstellung der Filterkoeffizienten aj und bk. Das abgetastete, verrauchte Datensignal xn wird einer Anzahl in Kette geschalteter Verzögerungsglieder Vz zugeführt. Die Verzögerungsglieder Vz sind jeweils mit den Einrichtungen Mb zur Einstellung der Filterkoeffizienten b verbunden. Die in Klammer stehende Indizierung bedeutet das Iterationsintervall z. B. (i - 1), während die tiefer gesetzte Indizierung angibt, welche der N + 1 bzw. M Filterkoeffizienten b bzw. a berechnet werden.
  • In Fig. 2 ist die Berechnung des k-ten Filterkoeffizienten bk bzw. des j-ten Filterkoeffizienten a während des Iterationsintervalls (i - 1) gezeigt. Aus einer Anzahl L von zeitdiskreten Abtastwerten werden die Gradientenkoeffizienten g k und gj für das Iterationsintervall (i - 1) berechnet. Dazu wird der Entzerrungsfehler en in einem Multiplizierer Mxe mit dem verzögerten Abtastwert Xn―k multipliziert und die Produkte werden aufsummiert. Nach der Summierung wird ein Schalter S3v geschlossen und der Gradientenkoeffizient gk(i - 1) wird sowohl einem Speicher Spg als auch einem Multiplizierer Mag zugeführt. Nun schließt sich die Ermittlung des variablen Schrittfaktors a(i - 1) an. was anhand Fig. 3 später erklärt werden soll. Der berechnete Schrittfaktor a(i - 1) befindet sich im Speicher Spa. Im Multiplizierer Mag wird der Gradientenkoeffizient gk(i - 1) mit dem gespeicherten, variablen Schrittfaktor a verknüpft und einer Addierstelle Abk zugeführt. Aus dem Filterkoeffizienten bk(i - 1) und einem Korrekturwert, dem Multipliziererausgangssignal, wird die Differenz gebildet und diese wird nach dem Durchlaufen eines Verzögerungsgliedes LVz der Einrichtung Mbk zur Einstellung des Filterkoeffizienten bk zugeführt. Im gleich aufgebauten, rekursiven Teil der Filteranordnung Fi wird zur Einstellung der Filterkoeffizienten ai der Entzerrungsfehler eµ mit dem entschiedene Entzerrerausgangssignal ŷn―j verknüpft. Für den rekursiven Teil sind die Gradientenkoeffizienten mit gj bezeichnet. In Fig. 2 ist der Schalter S2 enthalten, der bereits anhand Fig. 1 beschrieben wurde.
  • Im Gegensatz zur bekannten Entzerrerstruktur ist in Fig. 2 zwischen dem Entscheider D und einer Kette von Verzögerungsgliedern Vz im rekursiven Teil des Filters Fi erfindungsgemäß ein Schalter S1 vorgesehen. Befindet sich der Schalter S1 in der Schalterstellung 1, dann wird der Entzerrungsfehler en nach der folgenden Gleichung berechnet :
    Figure imgb0004
  • Für das mittlere Fehlerquadrat I nach (2) erhält man mit (4) die folgende Näherungsgleichung :
    Figure imgb0005
  • Dabei bedeutet K' den transponierten Koeffizientenvektor, Q eine symmetrische Matrix, V einen Vektor mit Komponenten von Untermatrizen von Q und C eine Konstante. Das mittlere Fehlerquadrat I ist eine Funktion des Koeffizientenvektors K, welcher seinerseits eine Funktion des variablen Schrittfaktors a ist. Es läßt sich zeigen, daß für den variablen Schrittfaktor α folgende Gleichung gilt :
    Figure imgb0006
  • Es kann gezeigt werden, daß der Nenner der obigen Gleichung (6) durch Ersetzen (d. h. Umschalten des Schalters S1) des Filter-Ausgangssignals y durch ein Hilfssignal wn, welches in der Schalterstellung 2 des n Schalters S1 am Ausgang des Filters Fi auftritt, und unter Verwendung der gleichen Struktur für den Entzerrer berechnet werden kann. Dazu müssen in der Entzerrerstruktur die Filterkoeffizienten bk bzw. aj durch die Gradientenkoeffizienten gk bzw. gj ersetzt werden. Befindet sich der Schalter S1 in der Stellung 2 dann wird der variable Schrittfaktor nach der Gleichung :
    Figure imgb0007
    berechnet. Die zugehörige Schaltungsanordnung ist aus Fig. 3 ersichtlich.
  • Das Referenzsignal rn, das abgetastete, verrauschte Datensignal xn und die Gradientenkoeffizienten g k bzw. gj werden aus den zugehörigen Speichereinrichtungen Spr, Spx, Spg und Spg ausgelesen. Der Zähler des variablen Schrittfaktors a wird nach Gleichung (7) dadurch bestimmt, daß die gespeicherten Gradientenkoeffizienten gj und g k jeweils quadriert werden und daß aus diesen quadrierten Koeffizienten die Summe gebildet wird. Der inverse Nenner des Schrittfaktors a wird gemäß (7) dadurch bestimmt, daß das Hilfssignal Wn quadriert, während einer Anzahl von Taktperioden aufsummiert und die Summe invertiert wird. Wie in Fig. 3 angegeben, wird ein Schalter S4 nach dem Aufsummieren der quadrierten Hilfssignale Wn geschlossen. Zum leichteren Verständnis und zur Verdeutlichung der Übernahme der Multiplexstruktur aus Fig. 2 ist das digitale Filter Fi in Fig. 3 gestrichelt umrandet. Der so berechnete Schrittfaktor α(i - 1) wird gespeichert und wie für Fig. 2 bereits erläutert zur Berechnung der Filterkoeffizienten aj, bk während des Iterationsihtervalles (i - 1) verwendet.
  • Um den Einfluß eines variablen Schrittfaktors a auf die Zahl der zur Entzerrung nötigen Iterationsintervalle i zu verdeutlichen, sind in Fig. 4 der Verlauf des quadratischen Entzerrungsfehlers I für einen automatischen und adaptiven, entscheidungsrückgekoppelten Entzerrer E1, bei dem die Filterkoeffizienten nach dem Gradientenverfahren mit konstantem Schrittfaktor und für einen Entzerrer E, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren verwendet wurde, einander gegenübergestellt. Die erhebliche Verringerung der Zahl der Iterationsintervalle zur Erreichnung einer vorgegebenen Güte der Entzerrung ist dabei offensichtlich.

Claims (5)

1. Verfahren zum Entzerren eines abgetasteten, verrauschten Datensignals (xn) in einem automatischen und adaptiven, entscheidungsrückgekoppelten Entzerrer, welcher ein Filter (Fi) mit einem rekursiven und einem nicht-rekursiven Teil enthält, welcher Filterausgangssignale (yn) an einen Entscheider (D) liefert, bei dem ein Korrekturkriterium, insbesondere das des kleinsten mittleren Fehlerquadrats zwischen einem Referenzsignal (rn) und dem Filter-Ausgangssignal (Yn), abgeleitet wird und bei dem das Korrekturkriterium iterativ nach dem Gradienten-Verfahren minimiert und unter Verwendung eines variablen Schrittfaktors (a) zur Einstellung der Filterkoeffizienten (aj, bk verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines Schalters (Si), welcher im Rückkopplungszweig zwischen Entscheider (D) und rekursivem Teil angeordnet ist, eine Umschaltung im Rückkopplungszweig vorgenommen wird, wobei in der einen Schalterstellung (1) in den rekursiven Teil des Filters (Fi) das aus dem in dieser Schalterstellung (1) am Ausgang des Filters (Fi) auftretenden Filter-Ausgangssignal (yn) abgeleitete Entscheiderausgangssignal (ŷn) und in der anderen Schalterstellung (2) in den Rückkopplungszweig das Referenzsignal (rn) eingespeist wird, und daß danach das Referenzsignal (rn) zusammen mit einem Hilfssignal (wn), welches in dieser Schalterstellung (2) am Ausgang des Filters (Fi) entsteht, zur Ermittlung des variablen Schrittfaktors (a) verwendet werden.
. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu Beginn eines Iterationsintervalls (i) für die Zeit, in der sich der Schalter (S1) in der einen Stellung (1) befindet, die Gradientenkoeffizienten (gj, gJ nach dem Gradientenverfahren berechnet und abgespeichert werden, daß danach der Schalter (S1) in die andere Stellung (2) gebracht wird und die gespeicherten Gradientenkoeffizienten (gj, g k,) der Einrichtung (Mbk, Maj) zur Ermittlung des Hilfssignals (wn) zugeführt werden, daß aus dem Hilfssignal (wn) und aus den gespeicherten Gradientenkoeffizienten (gj, g k,) der variable Schrittfaktor (a) abgeleitet und gespeichert wird und daß mit dem variablen Schrittfaktor (a) und den gespeicherten Gradientenkoeffizienten (gj, g k) für jeden Filterkoeffizienten (aj, bJ dessen optimale Einstellung während eines Iterationsintervalls (i) ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gespeicherten Gradientenkoeffizienten (gi, g k jeweils quadriert werden, daß aus den quadrierten Gradientenkoeffizienten die Summe gebildet wird, daß das Hilfssignal (wn) quadriert, aufsummiert, und die Summe invertiert wird und daß das Inverse (αne) der quadrierten und aufsummierten Hilfssignale (wn) mit der Summe (αz der quadrierten Gradientenkoeffizienten zur Ermittlung des variablen Schrittfaktors (a) multipliziert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß während einer Anzahl von Taktperioden das Hilfssignal (wn) aufsummiert wird und diese Summe über einen Schalter (S4) abfragbar ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gespeicherte Gradientenkoeffizienten (gj, g k dem Betrage nach addiert werden, daß das Hilfssignal (wn) dem Betrage nach aufsummiert und die Summe invertiert wird und daß das Inverse der dem Betrage nach aufsummierten Hilfssignale (wn) mit der Summe der Beträge der Gradientenkoeffizienten zur Ermittlung eines Schrittfaktors (a) multipliziert wird.
EP82103241A 1981-04-24 1982-04-17 Verfahren zum Entzerren eines Datensignales Expired EP0064201B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3116266 1981-04-24
DE19813116266 DE3116266A1 (de) 1981-04-24 1981-04-24 Verfahren zum entzerren eines datensignales

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0064201A1 EP0064201A1 (de) 1982-11-10
EP0064201B1 true EP0064201B1 (de) 1986-12-30

Family

ID=6130719

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP82103241A Expired EP0064201B1 (de) 1981-04-24 1982-04-17 Verfahren zum Entzerren eines Datensignales

Country Status (5)

Country Link
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Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0683112B2 (ja) * 1985-08-27 1994-10-19 日本電気株式会社 搬送波位相制御装置
JPS62104324A (ja) * 1985-10-31 1987-05-14 Toshiba Corp 適応形自動等化器
US4698680A (en) * 1985-12-24 1987-10-06 Rca Corporation Digital correlation apparatus as for a television deghosting system
US4689805A (en) * 1986-04-29 1987-08-25 Oy Nokia Ab Method of and a device for correcting signal distortion caused by a cable
DE3702315C1 (en) * 1987-01-27 1988-02-11 Ant Nachrichtentech Adaptive decision feedback equalisation of line signals in electrical communications
JPH06105867B2 (ja) * 1987-12-18 1994-12-21 松下電器産業株式会社 フィルタ係数演算装置
US5016280A (en) * 1988-03-23 1991-05-14 Central Institute For The Deaf Electronic filters, hearing aids and methods
US5225836A (en) * 1988-03-23 1993-07-06 Central Institute For The Deaf Electronic filters, repeated signal charge conversion apparatus, hearing aids and methods
SE461308B (sv) * 1988-06-03 1990-01-29 Ericsson Telefon Ab L M Adaptivt digitalt filter omfattande en icke rekursiv del och en rekursiv del
US4928258A (en) * 1989-05-08 1990-05-22 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Recursive median filtering
GB2238932B (en) * 1989-11-17 1994-04-13 Nec Corp Decision feedback equalizer including forward part whose signal reference point is shiftable depending on channel response
SE465245B (sv) * 1989-12-22 1991-08-12 Ericsson Telefon Ab L M Foerfarande att utfoera kanalestimering foer en faedande kanal vid oeverfoering av symbolsekvenser
DE69020889T2 (de) * 1990-03-28 1996-03-14 Sel Alcatel Ag Verfahren zur Bestimmung der Koeffizienten eines FIR-Filters bei Entzerrern.
JP2611557B2 (ja) * 1991-02-19 1997-05-21 日本電気株式会社 判定帰還形自動等化器
JPH0563605A (ja) * 1991-08-30 1993-03-12 Nec Corp 適応型最尤系列推定受信器
JP2833609B2 (ja) * 1991-09-12 1998-12-09 日本電気株式会社 判定帰還形自動等化器
US5513214A (en) * 1992-03-05 1996-04-30 Loral Federal Systems Company System and method of estimating equalizer performance in the presence of channel mismatch
US5432816A (en) * 1992-04-10 1995-07-11 International Business Machines Corporation System and method of robust sequence estimation in the presence of channel mismatch conditions
US5440583A (en) * 1992-08-24 1995-08-08 Nec Corporation Decision feedback equalizer with second-order recursive filter controlled with two feedback coefficients
US6223194B1 (en) 1997-06-11 2001-04-24 Nec Corporation Adaptive filter, step size control method thereof, and record medium therefor
KR100459877B1 (ko) * 1998-01-07 2005-01-17 삼성전자주식회사 비선형 등화 장치
US6570919B1 (en) * 1999-07-30 2003-05-27 Agere Systems Inc. Iterative decoding of data packets employing decision feedback equalization
US20030063663A1 (en) * 2001-10-01 2003-04-03 Bryant Paul Henry Multistage equalizer that corrects for linear and nonlinear distortion in a digitally-modulated signal
AU2003216467A1 (en) * 2003-02-26 2004-09-28 Chaos Telecom, Inc A multistage equalizer that corrects for linear and nonlinear distortion in a digitally-modulated signal
US7924910B2 (en) 2005-01-04 2011-04-12 Vitesse Semiconductor Corporation Adaptive equalization with group delay
WO2018102017A1 (en) * 2016-12-01 2018-06-07 Google Llc Restoration in video coding using domain transform recursive filters

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL171215C (nl) * 1973-03-09 1983-02-16 Trt Telecom Radio Electr Automatische egalisatie-inrichting voor een datatransmissiekanaal.
US4038536A (en) * 1976-03-29 1977-07-26 Rockwell International Corporation Adaptive recursive least mean square error filter
NL7905577A (nl) * 1979-07-18 1981-01-20 Philips Nv Inrichting met een niet-recursieffilter.
US4334313A (en) * 1980-09-08 1982-06-08 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Timing recovery technique
US4386430A (en) * 1980-10-23 1983-05-31 International Telephone And Telegraph Corporation Automatic equalizer for synthesizing recursive filters

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Publication number Publication date
DE3116266A1 (de) 1982-11-11
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JPS57183117A (en) 1982-11-11
DE3274943D1 (en) 1987-02-05
US4539690A (en) 1985-09-03
JPH035683B2 (de) 1991-01-28

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